Римский клуб и глобальные экологические проблемы

 

Нефть и нефтепродукты- представляют собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет, которую  добывают в больших количествах, с целью приумножить свое благосостояние, тем самым не заботясь о том, что  природа гибнет, разрушается тонкий атмосферный слой биосферы. «В какой  природе будут жить наши любимые  дети, правнуки и т. д. ?» - такой вопрос должен встать у всех людей, населяющих планету Земля. Ведь 98 % нефти оказывают  ядовитое влияние для окружающую среду.

Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т нефти, большие  массы которых поступают в  моря и реки, с бытовыми и ливневыми  стоками. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в  виде пленки, губительной для всего  живого в океане. По цвету пленки можно определить ее толщину:

Нефть образует эмульсии, которые  могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться  на берег и оседать на дно, также  уничтожая флору и фауну на своем пути. Из-за этого одной  из важных проблем является нехватка и пресной воды в реках и  озерах. Еще несколько десятилетий  назад загрязненные воды представляли собой как бы острова в относительно чистой природной среде. Сейчас картина  изменилась, образовались сплошные массивы  загрязненных территорий.

Мировой океан – это гигантская кладовая биологических ресурсов, а  загрязнение океана угрожает всем процессам  – физическим, химическим и биологическим.

Но люди этого не понимают и издавна  сбрасывают в моря отходы своей хозяйственной  деятельности, устраивают свалки устаревших боеприпасов. Особую опасность несет  сброс с целью захоронения  химических и радиоактивных отходов, в наше время это называют  дампинг.

Многие страны, имеющие выход  к морю, производят морское захоронение  материалов и веществ, в частности  грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, строительного  мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ. Объем захоронений  составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой  океан. Основанием для дампинга в  море служит возможность морской  среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба для  воды. Однако эта способность не беспредельна, на это уходит множество  лет.

Поэтому дампинг рассматривается  как вынужденная мера, временная  дань общества несовершенству технологий, но многие предприятия, минуя запрещающие  законы, выбрасывают отходы в море.

Синтетические поверхностно-активные вещества или детергенты – вещества, понижающие поверхностное натяжение воды и входящие в состав синтетических моющих средств, широко применяемых в промышленности и в быту. Вместе со сточными водами синтетические поверхностно-активные вещества попадают в материковые воды и далее в морскую среду. Синтетические моющие средства содержат также и другие ингредиенты, токсичные для водных организмов: полифосфаты натрия, ароматизирующие и отбеливающие (персульфаты, пербораты) вещества, кальцинированную соду, карбоксиметилцеллюлозу, силикаты натрия и т.д.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и т.п.) - широко применяются в промышленном производстве. Они со сточными водами попадают в океан.

Для морских биоценозов наибольшею опасность представляют ртуть, свинец и кадмий. Ионы этих металлов способны аккумулироваться в океанических пищевых  цепочках, вызывая болезни, мутации  и гибель морских организмов, а  также болезни людей, потребляющих “дары моря” в пищу. Наибольшую известность получила болезнь Миномата в Японии. Причиной заболевания послужили  отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, где  в качестве катализатора используется хлорид ртути. Недостаточно очищенные  сточные воды предприятий поступали  в залив Миномата, ртуть концентрировалась  в телах рыбы и моллюсков, употребляемых  местным населением в пищу. Достигнув  определенного содержания в организме  человека, она вызывала его заболевание. Симптомы этой неизлечимой болезни  – расстройство речи, зрения, паралич; итог – несколько сот прикованных  к больничной койке людей и  почти 70 погибших.

Еще один источник загрязнения (и значительный) – дампинг – сброс отходов  в океан с целью захоронения. Многие страны, имеющие выход к  морю, производят морские захоронения  различных материалов и веществ: грунта, вынутого при дноуглубительных работах, отходов промышленности, строительного  мусора, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных изотопов (радионуклидов) и т.п. Объем захоронений составляет около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой  океан.

Формальным основанием для дампинга служит естественное свойство морской  среды к самоочищению – переработке  органических и неорганических веществ, поступающих в воду. Однако эта  способность небеспредельна, поэтому  дампинг следует рассматривать  лишь как вынужденную меру, временную  дань общества несовершенству технологий.

Тепловое загрязнение - поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Во многих случаях оно способствует повышению температуры воды на ~160С. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 130 км2 (рис.5).Устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену между поверхностным и донным слоями. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с увеличением температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Расширяется видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей, все это приводит к нарушению экологического равновесия в биосфере океана.

Загрязнение Мирового океана – одна из глобальных экологических проблем, стоящих перед человечеством  и требующих решения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  2.5. Озоновые дыры

 

Не менее сложна в научном  отношении экологическая проблема озонового слоя. Как известно, жизнь  на Земле появилась только после  того, как образовался охранный озоновый слой планеты, прикрывший ее от жестокого  ультрафиолетового излучения. Многие века ничто не предвещало беды. Однако в последние десятилетия было замечено интенсивное разрушение этого  слоя.

Проблема озонового слоя возникла в 1982 году, когда зонд, запущенный с  британской станции в Антарктиде, на высоте 25 - 308 километров обнаружил  резкое снижение содержания озона. С  тех пор над Антарктидой все  время регистрируется озоновая "дыра" меняющихся форм и размеров. По последним  она равна 23 миллионам квадратных километров, то есть площади, равной всей Северной Америке. Позднее такая  же "дыра" была обнаружена над  Канадским арктическим архипелагом, над Шпицбергеном, а затем и  в разных местах Евразии, в частности  над Воронежем.

Истощение озонового слоя представляет гораздо более опасную реальность для всего живого на Земле, чем  падение какого-нибудь сверхкрупного  метеорита, ведь озон не допускает опасное  излучение до поверхности Земли. В случае уменьшения озона человечеству грозит, как минимум, вспышка рака кожи и глазных заболеваний. Вообще увеличение дозы ультрафиолетовых лучей  может ослабить иммунную систему  человека, а заодно уменьшить урожай полей, сократить и без того узкую  базу продовольственного снабжения  Земли.

Вполне допустимо, что к 2100 году защитное озоновое покрывало исчезнет, ультрафиолетовые лучи иссушат Землю, животные и растения погибнут. Человек  будет искать спасения под гигантскими  куполами искусственного стекла, и кормиться пищей космонавтов. Но и по мнению специалистов изменившаяся обстановка скажется на растительном и животном мире. Урожайность некоторых сельскохозяйственных культур может снизиться на 30 %.1 Изменившиеся условия скажутся и на микроорганизмах - на том же планктоне, являющемся основным кормом морских обитателей.

Истощение озонового слоя взволновало  не только ученых, но и правительства  многих стран. Начались поиски причин. Сначала подозрение пало на хлор- и  фторуглеводороды, употребляемые в  холодильных установках, так называемые фреоны. Они действительно легко  окисляются озоном, тем самым уничтожая  его. Были выделены крупные суммы  на поиски их заменителей. Однако холодильные  установки применяются преимущественно  в странах с теплым и жарким климатом, а озоновые дыры почему-то наиболее ярко проявляются в полярных областях. Это вызвало недоумение. Потом было установлено, что много озона уничтожается ракетными двигателями современных самолетов, летающих на больших высотах, а также при запусках космических кораблей и спутников.

Для окончательного решения вопроса  о причинах истощения озонового  слоя необходимы детальные научные  исследования. Другой цикл исследований нужен для выработки наиболее рациональных способов искусственного восстановления прежнего содержания озона  в стратосфере. Работы в этом направлении уже начаты (рис. 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Кислотные дожди

 

Впервые термин «кислотный дождь» был  введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек  викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных  дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в  водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того, кислотные дожди разрушают  здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут  приводить к просачиванию токсичных  металлов в водоносные слои почвы. Вода обычного дождя тоже представляет собой  слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O —> H2CO3). Тогда как  в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной  местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит  от состава газов, содержащихся в  атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота (рис.7).

Одна из причин гибели лесов во многих регионах мира – кислотные  дожди, главными виновниками которых  являются электростанции. Выбросы двуокиси серы и перенос их на большие расстояния приводят к выпадению таких дождей далеко от источников выбросов. В Австрии, на востоке Канады, в Нидерландах  и Швеции более 60 % серы, выпадающей на их территории, приходятся на внешние  источники, а в Норвегии даже 75 %1. Другими примерами переноса кислот на большие расстояния являются выпадение  кислотных дождей на таких отдаленных островах в Атлантическом океане, как Бермудские, и кислотного снега в Арктике.

Ученые отмечают, что последствия кислотных дождей очень многомерны, и опасны как для людей и животных, так и растений. В числе главных специалисты называют следующие эффекты:

-кислотные дожди заметно повышают кислотность озер, прудов, водохранилищ, в результате чего там постепенно вымирает их естественная флора и фауна. В результате изменения экосистемы водоемов, происходит их заболачивание, засорение, повышенная илистость.  Кроме того, в результате таких процессов вода становится непригодной для использования человеком. В ней повышается содержание солей тяжелых металлов и различных токсичных соединений, которые в нормальной ситуации поглощаются микрофлорой водоема.

-кислотные дожди приводят к деградации лесов, вымиранию растений.

Особенно  страдают хвойные деревья, так как  медленное обновление листвы не дает им возможности самостоятельно устранять  последствия кислотных дождей. Очень  подвержены таким осадкам и молодые  леса, качество которых стремительно падает. При постоянном воздействии  воды с повышенной кислотностью, деревья погибают (рис. 8)

        В США и Европе кислотные дожди – одна из распространенных причин

плохих  урожаев, вымирания сельскохозяйственных культур на огромных площадях. При  этом причина такого ущерба кроется  как в прямом воздействии, которое  оказывают кислотные дожди на растения, так и в нарушениях минерализации  почвы.

Кислотные дожди наносят непоправимый ущерб  памятникам архитектуры, здания, сооружениям. Действие таких осадков вызывает ускоренную коррозию металлов, выход  из строя механизмов.

При текущей  кислотности, которую имеют кислотные  дожди, в некоторых случаях они  могут наносить прямой вред человеку и животных. Прежде всего, люди в зонах повышенной опасности страдают от заболеваний верхних дыхательных путей. Впрочем, не так далек тот день, когда насыщенность вредных веществ в атмосфере достигнет уровня, при котором в виде осадков будет выпадать серная и нитратная кислота достаточно высокой концентрации. В такой ситуации угроза здоровью человека окажется уже значительно более высокой. 

 

  2.7. Гибель и вырубка лесов

 

За последние 20 лет (1970 – 1990) мир  потерял почти 200 миллионов гектаров лесных массивов, что равно площади  США восточнее Миссисипи. Особенно большую экологическую угрозу представляет истощение тропических лесов  – "легких планеты" и основного  источника биологического разнообразия планеты. Там ежегодно вырубается или  сжигается примерно 200 тысяч квадратных километров, а значит, исчезает 100 тысяч видов растений и животных. Особо быстро этот процесс идет в самых богатых тропическими лесами регионах – Амазонии и Индонезии.

 В развитых странах кислотные  дожди вызывали повреждение значительной  части леса: в Чехословакии –  71 %, в Греции и Великобритании – 64 %, в ФРГ – 52 %1 (рис.8).

Человечество издавна вырубает лес, забирая почву у леса для  нужд сельского хозяйства и ради добычи топлива. В дальнейшем людям  потребовалось создавать инфраструктуру (городов и дорог) добывать полезные ископаемые, что ускорило вырубку  лесов. Но все же основная причина  вырубки лесов это рост потребности  в еде, нужны пастбища для выпаса скота и земля для посева сельскохозяйственных культур. 
Лес не в состоянии дать столько же пищи, как и освобожденная от деревьев земля. Леса не могут поддерживать людское население, так как ресурсы питания слишком разбросаны. Как не прискорбно, но текущее население не смогло бы существовать если бы не было вырубки лесов. 
Вырубка лесов содействует глобальному потеплению и является основной причиной усиления парникового эффекта. Уничтожение лесов в тропиках отвечает примерно за 20 % парниковых газов. Деревья и прочие растения в процессе фотосинтеза выводят углекислый газ из атмосферы, а горящая древесина выпускает накопленный углерод назад в атмосферу. Чтобы избежать этого древесину нужно перерабатывать в долговечные продукты, а леса сажать заново.